高精度新型调制变送器设计与应用

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1、第37卷第5期火箭推进V01．37．No．52011年1O月JOURNALOFROCKETPROPULSIONOct．201l高精度新型调制变送器设计与应用李正兵，蒋兴加，王小丽-(西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100；广西机电职业技术学院，广西南宁530007)摘要：从传感器测量物理量的原理出发，通过对传感器输出信号的特点分析，阐述了高精度新型调制变送器获取被测信号的设计思想与组成单元，详细分析了变送器关键电路设计原理。电容变送器在试车台液位远传系统中的成功应用表明，新型调制变送器具有精

2、度高、通用性强、使用可靠等特点。关键词：信号变换；交流激励；变送器中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2011)05—0069—05Designandapplicationofnewtypehigh—accuracymodulationtransmitterLIZheng—bing，JIANGXing-jia，WANGXiao—li(1．Xi’anAerospacePropulsionTestTechniqueInstitute，Xi’an710000，China；2

3、．GuangxiElectromechnicalTechnologyCollege，Nanning530007，China)Abstract：Proceedingfromtheprincipleofphysicalquantitymeasurementwithasensor，thede-signideaofcatchingthedetectedsignalbythehigh·-accuracymodulationtransmitteranditscomposi-tionaredescribedbyan

4、alyzingcharacteristicsofthesensoroutputsignals．Thedesignprincipleofthekeycircuitsinthetransmitterisanalyzedindetail．Thesuccessfulapplicationofthecapacitancetransmitterinthelongrangeliquidleveltransmissionsystemoftherocketenginetest—standshowsthatthenewm

5、odulationtransmitterhasthecharacteristicsofhighaccuracy，generalizationandhighreliability．Keywords：signaltransformation；ACexcitation；transmiter其输出信号一般需要经过变换器处理。变送器是0引言将非标准的传感器输出的信号调理成标准电压或电流信号的电路单元，以方便数字仪表、PLC、传感器就是将被测物理量按照一定的规律转计算机等测控系统使用。对于输出为电阻、电换成电信号

6、的器件或装置，通常由敏感元件和转感或电容c等参数类型的传感器，需要将可换元件组成。由于受传感器结构等因素的影响，变参数，和CX变换成标准电流或电压输出，收稿日期：2010—06—19；修回日期：2010—12—06基金项目：中国航天科技集团公司支撑项目作者简介：李正兵(1968一)，男，高级工程师，研究领域为液体火箭发动机试车测量与控制技术70火箭推进2011年10月这种变送器称为调制变送器。对于传统电容或电压。当阻抗变化时，根据电路原理有：感变送器，将传感器输出电容c或电感作为矿x：J『×Zx：V×

7、Zx)振荡电路的阻抗元件，通过测量阻抗引起振动频率的变化，表征被测物理量，该类变送器通用性当>>时，有和线性较差，精度低，维护困难。本文针对连续v+zs×ZxV×Zx：kZx式电容液面计设计的高精度新型调制变送器可以Xzx适用于电容、电阻及电感等参数的变换要求。=Ij}(z0+)=zo+kAX=V0△(2)1调制变送器设计原理其中V0·Zo，：调制变送器需要把传感器输出的电信号变换即当标准电压矿、标准阻抗一定时，后为常数；为标准的电压或电流，即把物理量引起的电阻、传感器的输出阻抗zY随被测物理量线性变

8、化时，电感、电容变化转换为电压信号，然后对电压进也将线性变化，变送器将变成标准电流或行放大、滤波、调零等处理。调制变送器设计原电压，即可方便显示被测物理量。对电容液面传理框图如图1所示。感器而言，其输出为电容，图2中与交换位置，电压关系分析如下：(3)图1调制变送器原理框图丁兰×1=cx(4)Fig．1Principlediagramofmodulationtransmitter2"~fCx‘2vfCs当Cs>>C时，公式(4)变成变送器信号提取电路利用